Zegar biologiczny
Zegar biologiczny – wewnętrzny oscylator, zespół sterowanych genami procesów biochemicznych zachodzących w komórkach i tkankach organizmu umożliwiający ciągły pomiar czasu, niezależnie od zmian w środowisku zewnętrznym. Jest to mechanizm pozwalający na synchronizację procesów życiowych organizmów do cyklicznie powtarzających się zmian w zewnętrznych warunkach środowiska. Wytwarzanie rytmu zegara biologicznego związane jest z rytmiczną ekspresją genów zegarowych. Rolę koordynacyjną odgrywa melatonina.
Rolę dobowych oscylatorów u zwierząt pełnią struktury ośrodkowego układu nerwowego. Ich endogenny rytm aktywności trwa około 24 godzin. Do rytmu występującego w środowisku synchronizują go dawcy czasu, z których najważniejsze jest światło.
U ssaków nadrzędny zegar biologiczny znajduje się w jądrach nadskrzyżowaniowych przedniej części podwzgórza. Odpowiada za regulację dobowych rytmów fizjologicznych, biochemicznych i behawioralnych. Uszkodzenie tego ośrodka skutkuje ustaniem lub zaburzeniami rytmiki dobowej, natomiast przeszczepienie jej od innego osobnika przywraca tę funkcję u biorcy[1]. Jądra nadskrzyżowaniowe ściśle współpracują z szyszynką i siatkówką.
Analogiczną funkcję oscylatora u ptaków i u płazów pełnią szyszynka i siatkówka.
Zobacz też
Przypisy
- ↑ Knut Schmidt-Nielsen: Fizjologia zwierząt : adaptacja do środowiska. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2008. ISBN 978-83-01-15349-6.
Bibliografia
- Jolanta B. Zawilska, Jerzy Z. Nowak. Rytmika okołodobowa i zegar biologiczny. „Sen”. 2 (4), s. 127–136, 2002. ISSN 1641–6007. (pdf)
- Jolanta B. Zawilska, Jerzy Z. Nowak. Rytmy biologiczne – uniwersalny system odczytywania czasu. „Nauka”. 4, s. 129–133, 2006. (pdf)
- Knut Schmidt-Nielsen: Fizjologia zwierząt: adaptacja do środowiska. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2008. ISBN 978-83-01-15349-6.
Media użyte na tej stronie
The figure demonstrates the oscillator genes and proteins involved in the mammalian circadian oscillator. At the core of the SCN clock, the two transcription factors CLK and BMAL1 form heterodimers that are then able to to drive the rhythmic expression of three period genes (mPer1, mPer2, mPer3) and two Cryptochrome genes (mCry1 and mCry2) via ebox enhancer elements. The expression of these genes leads to the formation of PER:CRY complexes that are then able to prevent further transcription of mPer and mCry genes by inhibiting the CLOCK:BMAL1 complex. CLOCK:BMAL1 hetrodimers also drive the rhythmic expression of two nuclear orphan receptor genes Rev-erbα and Rora again via ebox enhancer elements. The REV-ERBα and RORa proteins that are consequently produced then compete for the same retinoic acid-related orphan receptor response elements (ROREs) to produce inhibition and promotion of Bmal1 transcription respectively